KR930004684Y1

KR930004684Y1 - Optical device for separating and composing color using dichoric prism

Info

Publication number: KR930004684Y1
Application number: KR2019900018244U
Authority: KR
Inventors: 김창민
Original assignee: 주식회사 금성사; 이헌조
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1993-07-22
Also published as: KR920009945U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Color Separation Synthetic Optics Using Dichroic Prism

제1도 및 제2도는 종래 색분리, 합성 광학장치의 각각 다른 실시형태를 보인 구성도.1 and 2 are diagrams showing different embodiments of conventional color separation and synthesis optical devices.

제3도는 본 고안에 의한 색분리, 합성 광학장치의 구성도.3 is a block diagram of the color separation, composite optical device according to the present invention.

제4도는 본 고안에 의한 장치의 색분리 합성 해석도.Figure 4 is a color separation synthesis analysis of the device according to the present invention.

제5도는 본 고안의 요부인 45° 다이크로익 프리즘의 작용 설명도.5 is an explanatory view of the operation of the 45 ° dichroic prism which is the main part of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

40 : 집광 광학계 41 : 45°다이크로익 프리즘40: condensing optical system 41: 45 ° dichroic prism

42,43 : 반사거울 44 : 45°다이크로익 프리즘42,43: Reflective mirror 44: 45 ° dichroic prism

45 : 투사광학계45: projection optical system

본 고안은 액정투사기 등에서 색분리 및 합성에 이용되는 색분리, 합성 광학장치에 관한 것으로, 특히 다이크로익 프리즘(dichoric prism)을 이용하여 색 분리 및 합성시에 빛의 광로를 감소하도록 함으로써 빛의 효율을 향상하도록 한 색분리, 합성 광학장치에 관한 것이다.The present invention relates to color separation and synthesis optical devices used for color separation and synthesis in liquid crystal projectors, and in particular, dichroic prism to reduce the optical path of light during color separation and synthesis The present invention relates to a color separation and synthesis optical device for improving efficiency.

종래의 색분리, 합성 광학장치는 다이크로익 미러 4개를 이용하여 색분리 및 합성을 행하는 일본 샤프(SHARP)방식과, 직각 다이크로익 프리즘과 다이크로익 미러를 사용하여 색분리 및 합성을 행하는 일본 세이코 엡슨(SEIKI-EPSON)방식이 알려지고 있다.Conventional color separation and synthesis optical devices use the Japanese SHARP method which performs color separation and synthesis using four dichroic mirrors, and color separation and synthesis using a right angle dichroic prism and a dichroic mirror. The Japanese SEIKI-EPSON method to perform is known.

다이크로익 미러를 이용한 방식은 제1도에 도시한 바와같이, 제1~제4 다이크로익 미러(1)~(4)가 2개의 광축상에 각각 2개씩 배열되고, 제2다이크로익 미러(2)의 후방, 제3다이크로익 미러(3)의 전방 및 제2, 제3다이크로익 미러(2)(3)의 사이에 집광광학계(5)(6)(7)가 각각 배치되며, 각 집광광학계(5)(6)(7)의 직전방에 엘씨디(LCD)패널(15)(16)(17)이 배치되는 한편 반사거울(8)(9)이 광로변경을 위하여 구비되고 제1다이크로익 미러(4)의 후방에는 필터(10), 반사거울(11) 및 램프(12)가 설치됨과 아울러 제1다이크로익 (1)의 전방에는 투사광학계(13)와 스크린(14)이 설치된 구성으로 되어있다.In the method using a dichroic mirror, as shown in FIG. 1, the first to fourth dichroic mirrors 1 to 4 are arranged on two optical axes, respectively, and the second dichroic mirror is arranged. The condensing optical system 5, 6, 7 is respectively located behind the mirror 2, in front of the third dichroic mirror 3, and between the second and third dichroic mirrors 2, 3. LCD panels 15, 16, and 17 are disposed in front of each of the condensing optical systems 5, 6, and 7 while the reflective mirrors 8, 9 are used to change the light path. And a filter 10, a reflecting mirror 11, and a lamp 12 are provided at the rear of the first dichroic mirror 4, and a projection optical system 13 and a front side of the first dichroic mirror 1. The screen 14 is installed.

또한 다이크로익 프리즘을 이용한 방식은 제2도에 도시한 바와같이, 다이크로익 프리즘(21)의 후방부와 양측부에 제1,제2,제3 액정 라이트 디바이스(light device)(22)(23)(24)가 배치되고, 제1액정 라이트 디바이스(22)의 후반에 다이크로익 미러(25)가 배치되며, 제2, 제3 액정라이트 디바이스(23)(24)와 인접하게 반사거울(26)(27)이 배치되고 다이크로익 미러(25)의 양측부에 반사거울(28)(29)이 배치됨과 아울러 반사거울(29)의 일측부에 집광광학계(30), 램프(31) 및 반사거울(32)이 배치되며, 다이크로익 프리즘(21)의 전방에 투사광학계(33)와 스크린(34)이 배치된 구성으로 되어 있다.In addition, the dichroic prism method includes the first, second and third liquid crystal light devices 22 at the rear and both sides of the dichroic prism 21, as shown in FIG. (23) and (24) are arranged, and the dichroic mirror (25) is arranged in the second half of the first liquid crystal light device (22), and is reflected adjacent to the second and third liquid crystal light devices (23) and (24). Mirrors 26 and 27 are disposed, and reflecting mirrors 28 and 29 are disposed at both sides of the dichroic mirror 25, and the light converging optical system 30 and the lamps are disposed at one side of the reflecting mirror 29. 31 and the reflection mirror 32 are arranged, and the projection optical system 33 and the screen 34 are arranged in front of the dichroic prism 21.

따라서 상기한 바와같이 종래의 색분리, 합성 광학장치는 사용부품수가 증가하고 빛의 광로가 길어지게 되어서 빛의 효율이 저하되는 결함이 있으며, 구성이 복잡하여 크기가 대형화되는 결함이 있었다.Therefore, as described above, the conventional color separation and synthesis optical devices have a defect in that the number of parts used is increased and the light path of the light is lengthened, resulting in a decrease in the efficiency of light.

또한 종래에는 일본 공개특허공보 소61-295025와 같이 입사각과 반사각이 각각 45°로 되는 다이크로익 프리즘을 사용한 것이 안출되어 있으나, 이 또한 다수개의 반사거울을 사용하여야 하므로 광로가 길어지고 이에따라 광효율이 저하될 뿐만 아니라 구조가 복잡해지며 장치가 대형화되는 문제점이 있었다.In addition, conventionally, it is proposed to use a dichroic prism having an incident angle and a reflection angle of 45 °, as in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 61-295025, but this also requires a large number of reflective mirrors, resulting in a long optical path and consequently an optical efficiency. In addition to the deterioration, there is a problem in that the structure becomes complicated and the device becomes large.

본 고안은 상기한 바와같은 종래의 결함을 해소하기 위하여 집광광학계를 통해 입사되어진 빛을 45°다이크로익 프리즘을 이용하여 R(적), G(녹), B(청)색으로 분리하고, 분리되어진 빛을 반사거울을 이용하여 직접 45°다이크로익 프리즘에 입사시켜 색을 합성하고 투사시킬 수 있도록 안출함으로써 소형화에 기여하고 광효율 향상에 기여하도록 안출한 것인바, 이러한 본 고안을 첨부도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention separates the light incident through the condensing optical system into R (red), G (green), B (blue) colors using a 45 ° dichroic prism to solve the above-mentioned conventional defects, The separated light is directly incident on the 45 ° dichroic prism by using a reflecting mirror to synthesize color and project the color, thereby contributing to miniaturization and contributing to the improvement of light efficiency. When described in detail as follows.

도시한 바와같이, 본 고안은 집광광학계(40)와, 그 전방에 설치되어 그로부터 입사되어진 빛을 R.G.B색으로 분해하는 45°다이크로익 프리즘(41)과, 그 전방 양측에 설치되어 그로부터 분리되어진 빛을 반사하는 반사거울(42)(43)과, 그 전방에 설치되어 그로부터 입사되는 빛을 합성하는 45°다이크로익 프리즘(44)과, 그로부터 입사된 빛을 투사시키는 투사광학계(45)로 구성되며, 신호원에는 액정패널 등이 이용되나 도시를 생략하였다.As shown in the drawing, the present invention provides a condensing optical system 40, a 45 ° dichroic prism 41 which is installed in front of it and decomposes light incident therefrom into an RGB color, and which is provided on both sides of the front and separated therefrom. Reflecting mirrors 42 and 43 for reflecting light, a 45 ° dichroic prism 44 which is installed in front of the synthesized light, and a projection optical system 45 for projecting light incident therefrom. A liquid crystal panel or the like is used as the signal source, but is not shown.

그리고 미설명 부호 46은 반사거울, 47은 램프를 보인 것이다.Reference numeral 46 is a reflecting mirror, 47 is a lamp.

제5도는 본 고안에 의한 장치의 요부인 45°다이크로익 프리즘(41)은 이에 도시한 바와같이 빛이 입사되는 경우 B색반사 다이크로익 거울(41a)은 R.G색은 투과하고 B색은 반사하며, G색반사 다이크로익 거울(41b)은 R.G색은 투과하고 G색은 반사하며, R색은 직진하도록 작용하여 입사된 빛을 G.G.B색으로 분리할 수 있는 특수편광 프리즘이다.5 is a 45-degree dichroic prism 41, which is a main part of the device according to the present invention, when the light is incident, the B-color reflective dichroic mirror 41a transmits the RG color and the B-color Reflecting, the G color reflecting dichroic mirror 41b is a special polarizing prism that transmits the RG color, reflects the G color, and the R color goes straight to separate the incident light into the GGB color.

45°다이크로익 프리즘(44)은 45°다이크로익 프리즘(41)과 동일한 구조 및 특성을 가지는 것이다.The 45 ° dichroic prism 44 has the same structure and characteristics as the 45 ° dichroic prism 41.

제4도는 본 고안에 의한 장치의 기하학적 해석도로서 이 도면에서 θ₁, θ₂, θ₃~θ₁₂는 22.5°, θ₁₃, θ₁₅, θ₁₆, θ₁₈은 45°, θ₁₄, θ₁₇은 90°이다.The fourth turning _{_{_{θ 1, θ 2, θ 3}}} ~ θ 12 is 22.5 ° in this figure as FIG geometric interpretation of a device according to the present _{_{invention, θ 13, θ 15, θ}} 16, θ 18 is 45 °, θ _14, θ ₁₇ is 90 degrees.

상기한 바와같이 된 본 고안에 의한 색분리, 합성 광학장치는 램프(47)로 부터 발생하여 집광광학계(40)를 통과한 빛(평행광)이 45°다이크로익 프리즘(41)에 중심선 방향으로 입사되면, B색 반사 다이크로익 거울(41a)과 G색 반사 다이크로익 거울(41B)에는 22.5°의 반사각으로 반사되면서 G색과 B색으로 분리되고, 이와같이 분리된 G색과 B색은 각각 반사거울 (42)(43)에 45°각도로 입사된 후 45°각도로 반사되어 45°다이크로익 프리즘(44)에 입사되며, R색은 중심선 방향으로 직진하여 45°다이크로익 프리즘(44)에 R.G.B색이 입사되면 합성되어 투사광학계(45)로 투사된다.In the color separation and synthesis optical device according to the present invention, as described above, light (parallel light) generated from the lamp 47 and passing through the condensing optical system 40 is directed to the 45 ° dichroic prism 41 in the centerline direction. When the light is incident on the B-color reflective dichroic mirror 41a and the G-color reflective dichroic mirror 41B, the light is reflected at a reflection angle of 22.5 ° and separated into G and B colors. Are respectively incident on the reflecting mirrors 42 and 43 at 45 ° and then reflected at 45 ° to enter the 45 ° dichroic prism 44, and the R color goes straight toward the centerline and 45 ° dichroic. When the RGB color is incident on the prism 44, it is synthesized and projected by the projection optical system 45.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 45°다이크로익 프리즘을 이용하여 적은 부품수로 색분리 및 합성을 행하도록 되어 있으므로 광학계 구성이 매우 간단해지는 이점이 있으며, 빛의 광로가 직각 프리즘을 사용한 기존의 장치보다 짧아지기 때문에 빛의 효율을 향상할 수 있는 이점이 있다.As described above, the present invention is designed to perform color separation and synthesis with a small number of parts using a 45 ° dichroic prism, and thus has an advantage of simplifying optical system configuration. Since it is shorter than the device has the advantage of improving the light efficiency.

Claims

A condensing optical system 40, a 45 ° dichroic prism 41 disposed in front of it to separate light incident therefrom into RGB colors, and a reflecting mirror installed at both sides of the front to reflect light separated therefrom ( 42) (43), a 45 ° dichroic prism (44) installed in front of the synthesized light, and a projection optical system (45) for projecting light incident therefrom. Color separation synthetic optics using Ikprism.